CN102245914A - 防松动螺栓螺母结合体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供防松动螺栓螺母结合体，其特征在于，包括：螺栓(100)；螺母(200)，结合于所述螺栓(100)；及垫圈(300)，结合于所述螺栓(100)和所述螺母(200)之间，所述螺栓(100)由螺栓头(110)和螺栓体(120)构成，且沿形成有螺纹的所述螺栓体(120)的长度方向具备切开形成的插入引导槽(130)；在所述螺母(200)，沿与所述垫圈(300)接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个阻止部(210)；在所述垫圈(300)，具备其内径的一部分向所述垫圈(300)的中心突出以容置于所述插入导引槽(130)的防旋转突起部(310)，并沿与所述螺母(200)接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个弹性突出部(320)，若在所述螺母(200)和所述垫圈(300)接触的状态下拧紧所述螺母(200)，则所述弹性突出部(320)弯曲变形，并在跨过所述卡接凸起(210)的一侧面之后，通过弹性力恢复原状并挂接设置于所述卡接凸起(210)的另一侧面。

Description

防松动螺栓螺母结合体
技术领域
本发明涉及具备防松动功能的螺栓螺母结合体，其由螺栓、螺母及垫圈构成，能够有效防止螺母的松动。
背景技术
作为结合不同建筑材料或机械部件的方法，通常采用插入螺栓以贯通上述材料等之后用螺母拧紧而固定的螺栓螺母结合体。
但是，螺栓螺母结合体随时间的流逝受外部的震动或冲击等逐渐松动，成为危害结合部安全性的主要原因。
因此，为了防止因螺母的反向旋转所导致的螺母的松动现象，附加各种类型的结合部件，而其中之一为授权实用新型第0241791号(具有安全固紧螺母的螺栓)。
如图1所示，在授权实用新型第0241791号中，在螺栓体1的螺丝部沿长度方向形成卡接槽1-3以使形成于垫圈2的卡接凸起2-2卡接于该卡接槽1-3，而在垫圈2和螺母3的接合部，各形成单向卡接凸起2-3和3-3。
但是，上述现有技术的授权实用新型存在如下问题：
1)螺母3和垫圈2不是通过弹性力产生弯曲变形和复原的结构，而是在螺母3和垫圈2之间产生压缩变形并跨过的结构，因此，若使用刚性材料的垫圈，则螺母3的单向卡接凸起3-2不能顺利跨过垫圈2的单向卡接凸起2-3。
另外，软性材料(橡胶、塑料等)的垫圈不能承受强的螺栓结合扭矩及压紧力，而且，不能长时间承受高温高压等严酷的外部环境，因此，不能用作承受震动、冲击、高热等的结构体或动力装置等的结合部件。
另外，在垫圈为软性材料的情况下，因在拧紧螺母时，与螺母接触的垫圈的一面被压缩成螺母的形状(六角形)，而被压缩的各面起到防止螺母松动的卡接凸起的作用，从而无需在垫圈2和螺母3的接合部形成单向卡接凸起2-3和3-3。
2)若在螺栓体1上强制结合螺母3，则垫圈2或螺母3的单向卡接凸起2-3、3-2将被磨损而受损(破损)，从而不能发挥正常功能。
3)即使强制结合，在垫圈2和螺母3的单向卡接凸起2-3、3-2之间不产生完全的紧密接触和卡接，从而维持不牢固的结合状态。
4)因此，在结合状态下，即使产生轻微的震动，也能导致螺母3的松动，从而不能维持规定的结合扭矩。
5)在结合过程中，在垫圈2和螺母3的单向卡接凸起2-3、3-2相互跨过的过程中，也因压紧力的变化较大而不能确保一定的结合扭矩。这是因为，在结合螺母3的过程中，虽然在单向卡接凸起2-3、3-2相互跨过的过程中，结合扭矩逐渐增加并达到最高，但完全跨过的瞬间，结合扭矩急剧下降，且这样的过程将不断重复。
6)另外，一旦结合一次就不能拆卸重复使用，从而浪费材料。这是因为，若将螺母3向松动的方向拧，则在解开的过程中相互啮合的垫圈2和螺母3的单向卡接凸起2-3、3-2破碎(至少各边缘磨损成不能重新使用的程度)。
7)在制作垫圈时，因所需单位材料量多，形状复杂，因此，制作成本将上升至预算以上。
8)若单向卡接凸起2-3、3-2因各种原因被磨损而导致螺母3松动，则再没有防止松动的措施。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的如下：
第一、可利用垫圈的弹性力更柔和地结合螺母，而在完成结合的状态下，恢复弹性力的垫圈以卡接于螺母的状态安置，从而防止螺母受震动或其他外力而松动；
第二、本发明在完成结合之后，即使螺母稍微松动或部分受损，也能使螺母在被安置于垫圈的状态下继续执行防松动功能；
第三、若有意松开结合的螺母，则由薄的弹性材料构成的垫圈相比其他部件首先破损，从而能够解开螺母，而且，若在之后要重新结合，则只需更换作为消耗品的垫圈即可重新具有防松动功能；
第四、提供可微调并均匀维持结合扭矩的部件。
为了解决上述问题，本发明的构成如下：
本发明防松动螺栓螺母结合体，其特征在于，包括：螺栓100；螺母200，结合于所述螺栓100；及垫圈300，结合于所述螺栓100和所述螺母200之间；所述螺栓100由螺栓头110和螺栓体120构成，且沿形成有螺纹的所述螺栓体120的长度方向具备切开形成的插入引导槽130；在所述螺母200，沿与所述垫圈300接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个卡接凸起210；而在所述垫圈300，具备其内径的一部分向所述垫圈300的中心突出以容置于所述插入引导槽130的防旋转突起部310，并沿与所述螺母200接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个弹性突出部320；因此，若在所述螺母200和所述垫圈300接触的状态下拧紧所述螺母200，则所述弹性突出部320弯曲变形，在跨过所述卡接凸起210的一侧面之后，通过弹性力恢复原状而挂接设置于所述卡接凸起210的另一侧面。
附图说明
图1为示出现有技术的结构的立体图；
图2为本发明具体实施例的立体图，其中，(a)示出沿垫圈300的外径形成弹性突出部320的状况；及(b)示出沿垫圈300的内径形成弹性突出部320的状况；
图3为作为本发明构成要素的垫圈300的具体实施例，其中，(a)示出沿垫圈300的外径形成弹性突出部320的状况；(b)示出沿垫圈300的内径形成弹性突出部320的状况；及(c)示出在垫圈300的内径和外径之间形成弹性突出部320的状况；
图4为作为本发明构成要素的螺母200的具体实施例；
图5为防旋转突起部310的剖面结构部分放大图，示出防旋转突起部310的末端部弯折的状况；
图6为作为本发明构成要素的垫圈300的另一具体实施例。
主要符号说明
100：螺栓
110：螺栓头
120：螺栓体
130：插入引导槽
200：螺母
210：卡接凸起
211：倾斜面
212：层差面
213：水平面
300：垫圈
310：防旋转突起部
320：弹性突出部
321：倾斜片
具体实施方式
下面，结合附图对本发明具体实施例进行详细说明。
图2为本发明具体实施例示意图，其中，(a)示出沿垫圈300的外径形成弹性突出部320的状况；及(b)示出沿垫圈300的内径形成弹性突出部320的状况。
螺栓100由螺栓头110和螺栓体120构成，且沿形成有螺纹的螺栓体120的长度方向具备切开形成的插入引导槽130。这种插入引导槽130可具备一个或具备多个。
垫圈300具备其内径的一部分向垫圈300的中心突出并容置于插入引导槽130的防旋转突起部310，如图3所示，防旋转突起部310可为一字形平面剖面，但如图5的单另所示，还有末端部向螺母200弯折的状况。
如上所述，若末端部弯折，则可防止防旋转突起部310从插入引导槽130滑落而夹入形成于螺栓体120的螺纹之间的谷部，从而更容易、更完整地完成螺母200的结合。另外，在将垫圈300插入螺栓100的情况下，若防旋转突起部310弯曲成如图5所示的形状而呈
Figure BPA00001387959700041
字形，则也可更容易插入。
在垫圈300，沿与螺母200接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个弹性突出部320。
弹性突出部320可通过弹性力产生弯曲变形及复原，而若在螺母200和垫圈300接触的状态下拧紧螺母200，则所述弹性突出部320产生弯曲变形，并在跨过卡接凸起210的一侧面之后，通过弹性力恢复原状并挂接设置于卡接凸起210的另一侧面，从而有效防止松动。
如图3所示，这种弹性突出部320能够以各种方式实现。
图3(a)示出沿垫圈300的外径形成弹性突出部320的状况；图3(b)示出沿垫圈300的内径形成弹性突出部320的状况；图3(c)示出在垫圈300的内径和外径之间形成弹性突出部320的状况；各种状况下的技术效果没有差异，只是弹性突出部320的具体位置和形状各不相同。
因此，可考虑螺母200的卡接凸起210的形状自由选择弹性突出部320。
图3(a)示出垫圈300的外径被切成锯齿形状之后，各锯齿向螺母200弯曲的状况和向拧紧螺母200的旋转方向倾斜的倾斜片321沿垫圈300的外径形成的状况。
具体的锯齿形状或弯曲形状、倾斜片321的倾斜度及具体的倾斜片的形状等不限于附图中的形状，可进行各种设计变更。
图3(b)示出垫圈300的内径被切成锯齿形状之后，各锯齿向螺母200弯曲的状况和向拧紧螺母200的旋转方向倾斜的倾斜片321沿垫圈300的外径形成的状况。
而与图3(a)的状况相同，具体的锯齿形状或弯曲形状、倾斜片321的倾斜度及具体的倾斜片的形状等不限于附图中的形状，也可进行各种设计变更。
图3(c)为在垫圈300的内径和外径之间形成弹性突出部320的状况，是向拧紧螺母200的旋转方向倾斜的多个倾斜片321按一定间隔排列于圆弧上的具体实施例。
此时，倾斜片321的倾斜度或具体的形状、排列间隔等不限于附图中的形状，也可进行各种设计变更，这种弹性突出部320的数量(排列间隔)可与螺母200的卡接凸起210的数量相同，但较佳地，弹性突出部320的数量远多于卡接凸起210的数量。
因为弹性突出部320的间隔越密，拧紧的精度越高。因此，在要求拧紧的精度的时候，以相比附图的间隔更密的间隔排列为佳。
与此同时，若利用假设螺母200的卡接凸起210的数量为N个，垫圈300的弹性突出部320的数量为M个时，
M＝n*N±1(在此，n为正整数)
的关系式决定M和N的数量，则可确保更精密和均匀的拧紧扭矩，而且，在防松动功能方面，当松动约1～3度时，由下一个卡接凸起210依次地阻止，从而更好地防止松动。
即，若假设螺母200的卡接凸起210的数量为6个，n为5，则垫圈300的弹性突出部320的数量为29个或31个。
此时，可为螺母200的一个卡接凸起210分配5+5/6个或6+1/6个弹性突出部320，因此，只要将螺母200拧至比一个弹性突出部320多1/6的大小，则将实现弹性突出部320和卡接凸起210之间的挂接，而且，各弹性突出部320以360°/29的间隔(约12°)排列，因此，只要将螺母200旋转12.4°/6(约2°)，即可实现挂接。
若不遵循上述数式而只将弹性突出部320的数量设置为阻止部210数量的整数倍，则需旋转弹性突出部320的排列角度才能实现挂接，例如，假设弹性突出部320的数量为30个，阻止部210的数量为6个，则一个阻止部210分得6个弹性突出部320，需将螺母200旋转360°/30(12°)才能实现挂接，因此，为实现挂接需使螺母200旋转的角度方面有相当大的差异。
即，即使弹性突出部320的排列间距类似，在弹性突出部320的数量为卡接凸起210数量的整数倍的情况和不是整数倍的情况下，在拧紧精度方面存在显著差异。
在螺母200上沿与所述垫圈300接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个卡接凸起210，从而与弹性突起部320一起防止螺母200的松动。
如图4所示，这种螺母200的卡接凸起210可以各种方式实现，如图4(a)或图4(b)所示，一般在弹性突出部320跨过的卡接凸起210的一侧面形成倾斜面211，且在插入弹性突出部320的卡接凸起210的另一侧面形成层差面212，但是，在垫圈300的弹性突出部320具备倾斜片321的情况下，在卡接凸起210的一侧面不一定必需具备倾斜面211。即使不具备倾斜面211，也可利用倾斜片321的倾斜的角度跨过卡接凸起210的一侧面。
如图4(b)所示，这种层差面212可在倾斜面211的末端立即开始形成，或如图4(a)所示，也可在倾斜面211的末端，连接一定的水平面213之后才开始形成层差面212。
另外，这种卡接凸起210可多个相隔排列或连续排列。
与此同时，如图4(c)或图4(d)所示，卡接凸起210可形成为，沿加工形成有埋头直孔的螺母200的内面边缘形成多个卡接凸起210的形式，而在此情况下，若构成弹性突出部320的锯齿以扭转的形状弯曲并向拧紧螺母200的旋转方向倾斜形成，则即使锯齿的端部与螺栓体120的长度方向并排，也可具有挂接作用。
在图4(c)的情况下，螺母200的外周面为圆形，但并不限于此，也可与其他螺母200一样具有诸如六角形的多边形结构。
图6示出作为本发明构成要素的垫圈300另一具体实施例，其中，图6(a)和图6(c)为弹性突出部320向螺母200扭转以具有类似于螺旋桨形状的节距角的状况，而图6(b)为倾斜片321以一定间隔形成的状况，而如图6所示的垫圈，可与如图4(c)或图4(d)所示的形成有沿加工形成埋头直孔的螺母200的内侧面边缘形成多个卡接凸起210的螺母200一同使用。
上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
产业上的可利用性
第一、可利用垫圈的弹性力更柔和地结合螺母，而在完成结合的状态下，恢复弹性力的垫圈以卡接于螺母的状态安置，从而防止螺母受震动或其他外力而松动；
第二、本发明在完成结合之后，即使螺母稍微松动或部分受损，也能使螺母在被安置于垫圈的状态下继续执行防松动功能；
第三、若有意松开结合的螺母，则由薄的弹性材料构成的垫圈相比其他部件首先破损，从而能够解开螺母，而且，若在之后要重新结合，则只需更换作为消耗品的垫圈即可重新具有防松动功能；
第四、可微调并均匀维持结合扭矩。

Claims (6)

1.一种防松动螺栓螺母结合体，其特征在于，包括：螺栓(100)；螺母(200)，结合于所述螺栓(100)；及垫圈(300)，结合于所述螺栓(100)和所述螺母(200)之间，
所述螺栓(100)由螺栓头(110)和螺栓体(120)构成，且沿形成有螺纹的所述螺栓体(120)的长度方向具备切开形成的插入引导槽(130)；
在所述螺母(200)，沿与所述垫圈(300)接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个阻止部(210)；
在所述垫圈(300)，具备其内径的一部分向所述垫圈(300)的中心突出以容置于所述插入导引槽(130)的防旋转突起部(310)，并沿与所述螺母(200)接触的一面，在圆弧上具备按一定间隔突出的多个弹性突出部(320)，
若在所述螺母(200)和所述垫圈(300)接触的状态下拧紧所述螺母(200)，则所述弹性突出部(320)弯曲变形，并在跨过所述卡接凸起(210)的一侧面之后，通过弹性力恢复原状并挂接设置于所述卡接凸起(210)的另一侧面。
2.根据权利要求1所述的防松动螺栓螺母结合体，其特征在于：所述弹性突出部(320)由所述垫圈(300)的内径或外径以锯齿形状切开之后，各锯齿向所述螺母(200)弯曲。
3.根据权利要求1所述的防松动螺栓螺母结合体，其特征在于：所述弹性突出部(320)由按一定间隔相隔排列并向拧紧所述螺母(200)的旋转方向倾斜的倾斜片(321)构成。
4.根据权利要求1所述的防松动螺栓螺母结合体，其特征在于：所述防旋转突起部(310)的末端部向所述螺母(200)弯曲。
5.根据权利要求2至4的任一项所述的防松动螺栓螺母结合体，其特征在于：所述阻止部(210)在所述弹性突出部(320)跨过的一侧面形成倾斜面(211)，且在插入所述弹性突出部(320)的另一侧面形成断差面(212)。
6.根据权利要求1至4的任一项所述的防松动螺栓螺母结合体，其特征在于：若假设所述阻止部(210)的数量为N，所述弹性突出部(320)的数量为M，则可获得M＝n*N±1(在此，n为正整数)。
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